Python异常处理完全指南 - 来自Python Cheatsheet项目

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异常处理概述

在Python编程中，异常处理是应对程序运行时错误的关键机制。当程序遇到意外情况时（如除以零、文件不存在等），Python会抛出异常。如果不处理这些异常，程序会立即终止执行。

异常处理的核心思想是"预防胜于治疗"——通过合理的异常处理，我们可以：

1. 防止程序意外崩溃
2. 提供有意义的错误信息
3. 在错误发生时执行必要的清理工作
4. 实现更健壮的代码逻辑

基础异常处理

让我们从一个简单的除法函数开始，看看如何处理除零异常：

def divide(dividend, divisor):
    try:
        print(dividend / divisor)
    except ZeroDivisionError:
        print('除数不能为零')

在这个例子中：

• try块包含可能引发异常的代码
• except块捕获特定异常并处理
• ZeroDivisionError是Python内置的除零异常类型

处理多种异常

实际开发中，一个代码块可能抛出多种异常。Python允许我们同时捕获多种异常：

def process_file(filename):
    try:
        with open(filename) as f:
            content = f.read()
            number = int(content)
    except (FileNotFoundError, ValueError) as e:
        print(f"处理文件时出错: {str(e)}")

这种方式的优点：

1. 代码更简洁，避免多个except块
2. 相关异常可以统一处理
3. 使用as e可以获取异常对象，提取错误信息

finally子句的妙用

finally块中的代码无论是否发生异常都会执行，非常适合用于资源清理：

def database_operation():
    conn = None
    try:
        conn = connect_to_database()
        # 执行数据库操作
    except DatabaseError as e:
        print(f"数据库错误: {e}")
    finally:
        if conn:  # 确保连接被关闭
            conn.close()
        print("数据库操作完成")

finally的典型应用场景：

• 关闭文件句柄
• 释放数据库连接
• 释放网络资源
• 执行必要的清理操作

自定义异常

当内置异常无法满足需求时，我们可以创建自定义异常：

class InvalidAgeError(Exception):
    """年龄无效异常"""
    def __init__(self, age, message="年龄必须在0-120之间"):
        self.age = age
        self.message = message
        super().__init__(self.message)

def set_age(age):
    if not 0 <= age <= 120:
        raise InvalidAgeError(age)
    print(f"年龄设置为: {age}")

自定义异常的最佳实践：

1. 继承自基础Exception类
2. 命名以"Error"结尾
3. 可以提供有意义的默认错误信息
4. 可以携带额外的错误上下文信息

异常处理的高级技巧

异常链

Python 3引入了异常链机制，可以保留原始异常信息：

try:
    # 可能抛出异常的代码
except SomeError as e:
    raise CustomError("附加信息") from e

上下文管理器与异常处理

结合with语句可以更优雅地处理资源：

with open('file.txt') as f:
    content = f.read()

即使f.read()抛出异常，文件也会自动关闭。

日志记录与异常

生产环境中，应该记录异常而不仅仅是打印：

import logging

try:
    risky_operation()
except Exception as e:
    logging.exception("操作失败")

异常处理的最佳实践

1. 具体优于宽泛：捕获特定异常而非所有异常
2. 避免空的except块：至少要记录错误
3. 保持try块精简：只包含可能抛出异常的代码
4. 合理使用finally：确保资源释放
5. 提供有意义的错误信息：帮助调试和用户理解

总结

Python的异常处理机制提供了强大的错误管理能力。通过合理使用try/except/finally结构、创建自定义异常以及遵循最佳实践，可以编写出更健壮、更易维护的Python代码。记住，良好的异常处理不仅能防止程序崩溃，还能提供清晰的错误诊断信息，是专业Python开发的重要技能。

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